一种矿物纤维填充高强度环保石头纸的制备方法
【专利摘要】一种矿物纤维填充高强度环保石头纸，其原料由高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯树脂、无机粉体、非金属矿物纤维、发泡剂、抗氧剂、光稳定剂和助剂组合而成，以总物料用量之和为100重量份为基准原料配比如下：高密度聚乙烯10-15份、线性低密度聚乙烯树脂10-15份、无机粉体65-75份、非金属矿物纤维5份、发泡剂0.1-0.2份、抗氧剂0.1-0.2份、光稳定剂0.1-0.2份、助剂0-2份。经混料，密炼、造粒，成型制得。本发明提高了石头纸尺寸稳定性、耐热性、抗化学性、阻燃性和电绝缘性等性质。通过三层共挤工艺，比表面积大，达到降比重、改善硬度、改善纸质感、改善印刷效果和吸墨性等目的。
【专利说明】一种矿物纤维填充高强度环保石头纸的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及造纸【技术领域】，特别是涉及一种矿物纤维填充高强度环保石头纸的制 备方法。
【背景技术】
[0002] 矿物纤维是从纤维状结构的矿物岩石中获得的纤维，主要组成物质为各种氧化 物，如二氧化硅、氧化铝、氧化镁等，其主要来源为各类石棉，如温石棉，青石棉等。矿物纤 维，它采用特选的玄武岩等矿石为原料，经特定的预处理、在1500°C高温熔融、提炼抽丝、 并经特殊的表面处理而成。矿物纤维的软化点约1200°C，纤维外表平滑完整，使用安全性 高不会造成人体伤害。将自然产生的白色纤维状矿石经纤维化超细粉碎、表面复合改性后 用于制备活性造纸用新材料。矿物纤维不同于植物纤维，制备过程不产生任何环境污染，也 不同于碳酸钙、滑石粉等无机粉体。它是介于植物短纤维与传统填料(多种无机粉体）之间 的一种新型造纸材料。现已有报道将矿物纤维（以下简称矿纤）用于植物纤维造纸工艺中， 但还没有报道将矿物纤维用于石头纸制造工艺中；石头纸相对传统的纤维制纸，有以下优 点：1、产品生产工艺简单，耗能低；2、保护森林资源、生态资源和水资源；3、减少有毒有害 物质的排放，无废弃物的排放，不含植物纤维，降低造纸成本。
[0003] 现有的石头纸与植物纤维纸相比，存在抗拉强度低、不耐热的缺点，从而限制石头 纸的使用范围和深加工工艺，本发明将矿物纤维经超细粉碎、表面复和改性添加到石头纸 中，由于矿纤具有良好的尺寸稳定性、耐热性、抗化学性、阻燃性和电绝缘性，从而改善了石 头纸的加工缺陷。
【发明内容】
[0004] 本发明通过采用非金属矿物纤维部分代替无机粉体用作原料，提供一种矿物纤维 填充高强度环保石头纸的制备方法，该矿物纤维石头纸可用作书写纸、墙壁纸、装饰装潢用 纸以及高档的包装用纸。
[0005] 采用的技术方案是： 一种矿物纤维填充高强度环保石头纸，其特征在于其原料主要由高密度聚乙烯 (HDPE )、线性低密度聚乙烯树脂（LLDPE )、无机粉体、非金属矿物纤维、发泡剂、抗氧剂、光稳 定剂和助剂组合而成，以总物料用量之和为100重量份为基准原料配比如下： 高密度聚乙烯 10-15份 线性低密度聚乙烯树脂10-15份 无机粉体 65-75份 非金属矿物纤维 5份 发泡剂 0. 1-0. 2份 抗氧剂 0. 1-0. 2份 光稳定剂 0. 1-0. 2份 助剂 0-2份。
[0006] -种矿物纤维填充高强度环保石头纸的制备方法，包括以下步骤： (1) 混料：先将无机粉体与非金属矿物纤维除湿，加入偶联剂和润滑剂进行表面活化处 理后，加热温度为120_125°C，活化时间15-20分钟，并与助剂以及高密度聚乙烯、线性低密 度聚乙烯树脂充分混匀； (2) 密炼、造粒：再将混合好的物料经过密炼、挤出、造粒工艺，得到矿物纤维填充石头 纸专用粒料； (3) 成型：将步骤（2)得到的粒料通过三层共挤吹塑得到三层结构的矿物纤维填充石 头纸。
[0007] 上述的非金属矿物纤维包括：硅灰石纤维、石膏纤维、海泡石纤维、蛭石纤维、玻璃 纤维、硅酸铝纤维，非金属矿物纤维长径比L/D > 10,平均粒径为10微米，白度> 82%，烧失 量< 5%，外观形态为白色纤维粉末； 上述的无机粉体包括：碳酸钙、滑石粉、钛白粉、粉煤灰、硅酸钙、白炭黑、硅微粉、珍珠 岩粉、氧化钙、粘土、透明粉，无机粉体的粒径范围为2-15微米； 上述的发泡剂包括：物理发泡剂碳酸氢钠、AC发泡剂、丁烷、戊烷的混合物； 上述的抗氧剂包括：叔丁基羟基茴香醚、叔二丁基羟基甲苯、抗氧剂CA、抗氧剂1010 ; 上述的光稳定剂包括：GW-783、GW-419、UV-329、UV-418的一种或两种混合物； 上述的助剂包括：增韧剂、润滑剂、偶联剂、防霉剂； 上述的增韧剂有ABS、SBS、CPE、EVA ;润滑剂有PE蜡、EBS、石蜡、脂肪酸；偶联剂有：有 机铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸脂偶联剂；防霉剂有：乙烯剂硅烷。
[0008] 本发明的优点是： 1、矿物纤维填充石头纸通过添加无机矿物纤维，提高了纸张强度，石头纸横纵向拉伸 强度可达到20MPa，并提高了石头纸尺寸稳定性、耐热性、抗化学性、阻燃性和电绝缘性等性 质。
[0009] 2、通过三层共挤工艺，可控发泡体系，得到的石头纸表面粗糙度适中，存在大量的 微孔结构，比表面积大，达到降比重、改善硬度、改善纸质感、改善印刷效果和吸墨性等目 的。
【具体实施方式】
[0010] 实施例一 取无机粉体70份、非金属矿物纤维5份、线性低密度聚乙烯树脂（LLDPE)IO份、高密度 聚乙烯（HDPE) 13. 7份、发泡剂0.1份、抗氧剂0.1份、光稳定剂0.1份、助剂1份。将无 机粉体和非金属矿物纤维倒入高速混合机内，开启高速搅拌并加温，当无机粉体温度升至 135°C时进行测水试验，试验合格后，开始加入助剂使其表面充分活化，依次加入助剂(发泡 剂除外）以及高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯树脂，搅拌2分钟使物料完全混合均匀，放 出混合物料后备用；将制得混合物料用密炼机密炼，密炼温度为160-180°C，再通过单螺杆 挤出造粒机造粒，并收集粒料，所述的单螺杆挤出机的一段温度设定为160°C，二段155°C， 三段150°C，四段150°C，五段155°C，六段160°C，七段160°C，其喂料速度设定为30转/分， 主机转速为40转/分(不能超过45转/分);再采用外、中、内三层复合挤出吹膜成型，将上
【权利要求】
1. 一种矿物纤维填充高强度环保石头纸，其特征在于其原料主要由高密度聚乙烯 (HDPE )、线性低密度聚乙烯树脂（LLDPE )、无机粉体、非金属矿物纤维、发泡剂、抗氧剂、光稳 定剂和助剂组合而成，以总物料用量之和为100重量份为基准原料配比如下： 高密度聚乙烯 10-15份 线性低密度聚乙烯树脂 10-15份 无机粉体 65-75份 非金属矿物纤维 5份 发泡剂 0. 1-0. 2份 抗氧剂 0. 1-0. 2份 光稳定剂 0. 1-0. 2份 助剂 0-2份。
2. 根据权利要求1所述的一种矿物纤维填充高强度环保石头纸，其特征在于所述的助 剂包括增韧剂、润滑剂、偶联剂或防霉剂。
3. 根据权利要求1所述的一种矿物纤维填充高强度环保石头纸，其特征在于所述的非 金属矿物纤维包括：硅灰石纤维、石膏纤维、海泡石纤维、蛭石纤维、玻璃纤维、硅酸铝纤维， 非金属矿物纤维长径比L/D > 10,平均粒径为10微米，白度> 82%，烧失量< 5%，外观形态 为白色纤维粉末。
4. 根据权利要求1所述的一种矿物纤维填充高强度环保石头纸，其特征在于所述的无 机粉体包括碳酸钙、滑石粉、钛白粉、粉煤灰、硅酸钙、白炭黑、硅微粉、珍珠岩粉、氧化钙、粘 土、透明粉或无机粉体的粒径范围为2-15微米。
5. 根据权利要求1所述的一种矿物纤维填充高强度环保石头纸，其特征在于所述的发 泡剂包括物理发泡剂碳酸氢钠、AC发泡剂、丁烷或戊烷的混合物。
6. 根据权利要求1所述的一种矿物纤维填充高强度环保石头纸，其特征在于所述的抗 氧剂包括叔丁基羟基茴香醚、叔二丁基羟基甲苯、抗氧剂CA或抗氧剂1010。
7. 根据权利要求1所述的一种矿物纤维填充高强度环保石头纸，其特征在于所述的光 稳定剂包括：GW-783、GW-419、UV-329、UV-418的一种或两种混合物。
8. 根据权利要求1所述的一种矿物纤维填充高强度环保石头纸的制备方法，其特征在 于包括以下步骤： (1) 混料：先将无机粉体65-75份与非金属矿物纤维5份除湿，加入偶联剂和润滑剂进 行表面活化处理后，加热温度为120_125°C，活化时间15-20分钟，并与助剂0-2份以及高密 度聚乙烯10-15份或线性低密度聚乙烯树脂10-15份充分混匀； (2) 密炼、造粒：再将混合好的物料经过密炼、挤出、造粒工艺，得到矿物纤维填充石头 纸专用粒料； (3) 成型：将步骤（2)得到的粒料通过三层共挤吹塑得到三层结构的矿物纤维填充石 头纸。
9. 根据权利要求2所述的一种矿物纤维填充高强度环保石头纸，其特征在于所述的上 述的增韧剂有ABS、SBS、CPE或EVA ;润滑剂有PE蜡、EBS、石蜡或脂肪酸；偶联剂有：有机铬 络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸脂偶联剂；防霉剂：乙烯剂硅烷。
【文档编号】B32B27/06GK104119600SQ201410341418
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】宋旭, 吕晓宁, 高强, 赵雅静, 李昕忆 申请人:宋旭